東芝開發(fā)了一種功率半導(dǎo)體，與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，可將電源打開和關(guān)閉時的功率損耗降低多達 40.5%。安裝在可再生能源系統(tǒng)、電動汽車 (EV）、鐵路、工業(yè)設(shè)備等中的電源轉(zhuǎn)換器可以變得高效。為實現(xiàn)碳中和（溫室氣體排放幾乎為零）社會作出貢獻。

 

東芝開發(fā)了“IGBT（絕緣柵雙極晶體管）”，這是一種功率半導(dǎo)體。絕緣柵雙極晶體管(IGBT）本質(zhì)上是一個場效應(yīng)晶體管，只是在漏極和漏區(qū)之間多了一個P型層。根據(jù)國際電工委員會IEC/TC(CO）1339文件建議，其各部分名稱基本沿用場效應(yīng)晶體管的相應(yīng)命名。

 

除了采用具有三柵電極的新結(jié)構(gòu)外，東芝還開發(fā)了一種高精度開關(guān)控制技術(shù)。

 

三柵電極構(gòu)造是指在結(jié)晶硅型太陽能電池單元的表面形成3條主柵線（bus bar）電極的構(gòu)造，與原來采用兩條主柵線電極的構(gòu)造相比，可在增大采光面積的同時降低電極電阻，因此受到越來越多的采用。

 

因此，與傳統(tǒng)的IGBT半導(dǎo)體相比，開關(guān)導(dǎo)通時的功率損耗降低了 50%，開關(guān)關(guān)斷時的功率損耗降低了 28%（整體高達 40·5%）。

 

傳統(tǒng)的 IGBT 具有一種權(quán)衡關(guān)系，即降低開關(guān)導(dǎo)通時發(fā)生的“傳導(dǎo)損耗”，以及開關(guān)切換時發(fā)生的“開關(guān)損耗”增加，這是一個一直沒有被解決的問題。通過采用新結(jié)構(gòu)，成功地在不增加導(dǎo)通損耗的情況下降低了開關(guān)損耗。

 

東芝將在未來 2-3 年內(nèi)確定商業(yè)化的問題，并爭取早日實現(xiàn)商業(yè)化。該半導(dǎo)體的詳細信息將在5月30日至6月3日在線舉行的功率半導(dǎo)體國際會議“ISPSD2021”上公布。

 

對于加快半導(dǎo)體的發(fā)展，東芝一直在投入大量資金。

 

東芝在 2019-2023 財年的五年內(nèi)投資約 1000 億日元，以增加用于電機控制等功率半導(dǎo)體的生產(chǎn)。要使得2023財年產(chǎn)能較2018財年末增加50%。為此擴建了石川縣能美市現(xiàn)有工廠，并引進公司首條12英寸晶圓功率半導(dǎo)體生產(chǎn)線。汽車和工業(yè)設(shè)備的進一步節(jié)能對于實現(xiàn)無碳社會必不可少，通過積極的投資來捕捉對節(jié)能關(guān)鍵設(shè)備的需求。

 

東芝將擴大以制造子公司加賀東芝電子（石川縣能美市）為中心的功率半導(dǎo)體產(chǎn)能。 8英寸晶圓制造設(shè)備將陸續(xù)帶入擴建后的潔凈室。 2020年底引進了12英寸晶圓中試線，開始生產(chǎn)。

 

此外，東芝集團旗下日本半導(dǎo)體（巖手縣北上市）大分工廠（大分市松岡市）的功率半導(dǎo)體產(chǎn)能已部分外包，已經(jīng)納入增產(chǎn)計劃。不過，東芝正在與臺灣半導(dǎo)體巨頭聯(lián)合微電子（UMC）洽談出售旗下大分工廠等事宜，目前的增產(chǎn)計劃還沒有見到變化。

東芝的功率半導(dǎo)體在高達300伏特的低耐壓金屬氧化膜半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 (MOSFET） 方面具有優(yōu)勢。它廣泛安裝在空調(diào)等家用電器以及汽車和FA設(shè)備中，電氣化程度越來越高，主要用于電機控制應(yīng)用。據(jù)公司測算，低壓MOSFET國內(nèi)市場占有率高達31%，而海外市場占有率低至3%，未來增長空間很大。

 

根據(jù)富士經(jīng)濟（東京中央?yún)^(qū)）的最新調(diào)查，全球功率半導(dǎo)體市場預(yù)計2030年比2019年要增長46.4% 。